[实用新型]用于加速染污硅橡胶材料表面憎水性迁移速率的放电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于加速染污硅橡胶材料表面憎水性迁移速率的放电装置，属于高压外绝缘技术领域。

背景技术

在电力系统行业中，污秽地区广泛使用复合绝缘子以防止污闪事故。复合绝缘子具有优异耐污性能的主要原因，在于其伞群护套由硅橡胶材料制成，硅橡胶材料表面具有的憎水性，使得在大雾、小雨、露、溶雪、溶冰等恶劣气象条件下，复合绝缘子表面形成分离的水珠而不是连续的水膜，污层电导很低，因此泄露电流也很小，不易发生强烈的局部电弧，局部电弧也难以进一步发展导致外绝缘闪络。运行一段时间，复合绝缘子表面积污后，硅橡胶材料表面的憎水性可以迁移到污层表面，在相同污秽度下，其污闪电压可以达到相同泄露距离绝缘子的两倍以上。

然而，硅橡胶材料表面憎水性的迁移速率与材料成分、污秽特性及环境温度等有关。有研究表明，当复合绝缘子表面积污以高岭土为主时，硅橡胶材料表面的憎水性很难迁移至污层表面，将导致闪络电压降低，影响电力系统的正常运行；此外，当环境温度较低时，硅橡胶材料表面憎水性的自然迁移速率缓慢，同样将导致闪络电压的降低，影响电力系统的可靠性。因此，对染污硅橡胶材料表面进行处理，加速其憎水性迁移速率显得十分必要。

近年来，大气放电技术在表面处理、医疗卫生、环境改善等方面逐渐显现出十分广阔的应用前景。大气放电过程能够产生大量电子、离子、激发态原子、分子及自由基等活性粒子，用于材料表面处理时，能够有效的改善材料的表面性能，且活性粒子温度接近室温，对处理试品不会造成损坏。现有研究主要集中在利用放电改善材料的亲水特性上，如大量的研究证实，放电处理后的憎水性表面（如PET膜、无纺布等）能够转变成亲水性，处理的效果与放电装置的特征参数有关。但有关放电处理加速憎水性迁移速率的研究未见报道。研究发现，用大气放电装置产生的活性粒子流处理染污硅橡胶表面后，其憎水性迁移速率得到明显加快。

现有的大气放电装置在应用于加速染污硅橡胶材料表面憎水性迁移速率时，却存在许多不足之处，一定程度上限制了该技术的普及和应用。现有大气放电装置的工作电源通常采用工频正弦高压电源、中高频高压电源及射频高压电源，其在大气压条件下产生的活性粒子密度较低，对试品的处理效果往往不够理想。此外，现有大气放电装置通常只有单个喷头，设备的整体利用率较低，且对试品的处理面积狭小，处理效率低。

针对上述问题，本实用新型提出了一种用于加速染污硅橡胶材料表面憎水性迁移速率的放电装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种设置有预电离区，能够产生高密度放电活性粒子且多喷嘴设计，使设备处理面积有效增大的用于加速染污硅橡胶材料表面憎水性迁移速率的放电装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于加速染污硅橡胶材料表面憎水性迁移速率的放电装置，其特征在于：包括依次相连的工作气体源、气体流量控制阀、气体流量计、放电装置和若干喷嘴；

所述放电装置包括预电离区和主电离区，所述主电离区和预电离区均为一个长方形的中空腔室，所述主电离区下表面与所述预电离区上表面相通，所述预电离区下表面设置有进气口，所述进气口与所述气体流量计的出气口相连接；所述主电离区的上表面设置有若干平行排布的所述喷嘴，所述喷嘴与所述主电离区相连通；所述主电离区的前表面为高压电极，所述高压电极内侧与阻挡介质紧密贴合，所述高压电极外侧与第一电源相连；所述主电离区的后表面为接地电极，所述接地电极接地；所述第一电源为有效提高所述主电离区产生的放电活性粒子密度的高压尖峰脉冲电源；所述预电离区的前表面为预电离高压电极，所述预电离区的后表面为预电离接地电极，所述预电离高压电极外侧与第二电源相连，所述预电离接地电极接地。

所述高压电极、阻挡介质和接地电极的大小和形状均相同；所述预电离高压电极和预电离接地电极的大小和形状均相同。

所述预电离区的上表面面积小于所述主电离区的下表面的面积。

所述喷嘴的个数为3~5个，所述喷嘴的内径为3~6mm，所述喷嘴的形状为尖嘴或圆嘴。

所述高压尖峰脉冲电源的电压等级为0~100kV，脉宽为1~10μs，频率为0-30MHz且频率可调。

所述第二电源采用为所述主电离区提供种子电子的高压直流电源，电压等级为5~100kV。

所述工作气体源为空气、氮气、氩气或氦气，所述工作气体源的流速为0~100m/s且流速可调，所述工作气体源产生压缩气体。